摘 要：某電廠發(fā)生一起UPS電能質(zhì)量下降導(dǎo)致的異常事件，經(jīng)檢查原因?yàn)閁PS出口起濾波作用的交流電容老化損壞，從而導(dǎo)致異常的發(fā)生。本文對(duì)異常發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象、查找過(guò)程等進(jìn)行了闡述，并對(duì)UPS電能質(zhì)量管理提出了建議，對(duì)類似設(shè)備管理具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：UPS 電容 諧波 更換

1.引言

在理想的電力系統(tǒng)下，電壓和電流波形都是光滑的正弦波，而實(shí)際上，當(dāng)用電設(shè)備為非線性負(fù)載時(shí)，例如：開(kāi)關(guān)型電源、電子鎮(zhèn)流器、變速傳動(dòng)裝置、UPS等，電流波形就會(huì)呈現(xiàn)非正弦波。具有基波電源頻率整數(shù)倍頻率的電壓或電流稱為諧波。通過(guò)對(duì)波形進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)可知：任何周期性的波形都可以分解成一個(gè)基波頻率的正弦波和多個(gè)諧波頻率的正弦波，對(duì)于對(duì)稱波形，所有偶次諧波為零。

由諧波引起的危害可分為諧波電流引起的危害和諧波電壓引起的危害。諧波電流引起的危害包括3N次諧波電流在中線的疊加致使配電電纜必須降容使用、變壓器的損耗增大、諧波使斷路器誤跳閘等；諧波電壓引起的危害主要包括電壓畸變影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行和過(guò)零噪擾等。本文主要對(duì)某電廠一起UPS電能質(zhì)量下降異常事件發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象、查找過(guò)程等進(jìn)行了闡述，并對(duì)UPS電能質(zhì)量管理提出了建議。

2.異?，F(xiàn)象

異常事件發(fā)生后，出線大面積數(shù)據(jù)異常情況，運(yùn)行人員發(fā)檢查發(fā)現(xiàn)：

（1）壁溫大面積變壞點(diǎn)。

（2）發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)本體所有溫度測(cè)點(diǎn)全變壞點(diǎn)；

（3）發(fā)電機(jī)功角變壞點(diǎn)；

（4）B汽泵后徑向軸承溫度模擬量測(cè)點(diǎn)2退出保護(hù)；

（5）監(jiān)視工業(yè)電視的大屏幕畫面顯示不清，并不時(shí)黑屏；

（6）B側(cè)氫冷器調(diào)門反饋突然變小并波動(dòng)（19%→15.5%）；B小機(jī)調(diào)節(jié)油壓力突變（向上波動(dòng)）；

熱控人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：

（1）定冷水流量多次發(fā)生異常變化；（2）DCS發(fā)"INFIT優(yōu)化控制系統(tǒng)電源2故障"報(bào)警；

（3）檢查鍋爐爐INFIT控制系統(tǒng)電源2空開(kāi)燒損；

（4）DCS畫面發(fā)生明顯波動(dòng)的測(cè)點(diǎn)：①7號(hào)低加疏水溫度；②8號(hào)低加疏水溫度；③B氫冷器入口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位；④2B小機(jī)調(diào)節(jié)油壓力。

電氣人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：

（1）勵(lì)磁工控機(jī)電源模塊壞；

（2）B UPS饋電柜頻率在42Hz-58Hz之間波動(dòng)，就地表計(jì)同步波動(dòng)；

（3）A和B UPS 電壓和電流未發(fā)現(xiàn)異常。

3.處理過(guò)程

（1）就地測(cè)量B UPS饋線柜頻率50.02HZ，更換頻率表后，頻率顯示正常，穩(wěn)定在50.01Hz。但將更換下來(lái)的頻率表在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)顯示正常；

（2）2號(hào)機(jī)監(jiān)視工業(yè)電視的大屏幕畫面顯示不清，并不時(shí)黑屏，電源更換另一臺(tái)機(jī)組后顯示正常；

（3）2號(hào)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)工控機(jī)電源模塊更換后恢復(fù)正常。

（4）圍繞串口服務(wù)器及IDAS（由A UPS和B UPS進(jìn)行供電，一主一備）進(jìn)行以下試驗(yàn)和檢查：斷開(kāi)串口服務(wù)器的兩路UPS供電，將串口服務(wù)器電源改為廠用電供電，發(fā)現(xiàn)串口服務(wù)器及IDAS恢復(fù)正常。恢復(fù)UPS供電時(shí)故障依然存在，此過(guò)程中DCS測(cè)點(diǎn)波動(dòng)依舊；

（5）圍繞UPS進(jìn)行檢查：a）對(duì)B UPS輸出側(cè)電壓錄波，檢測(cè)電壓頻率波形，都未發(fā)現(xiàn)異常；b）對(duì)UPS的工作接地進(jìn)行檢查，接地良好；c）對(duì)A UPS和B UPS錄波，經(jīng)過(guò)觀察，三次諧波分量在2%，其它小于0.5%，未見(jiàn)高次諧波；d）在汽機(jī)智能前段配電柜進(jìn)行未帶負(fù)載錄波，也未發(fā)現(xiàn)異常；e）對(duì)A UPS和B UPS進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)，也未發(fā)現(xiàn)異常；f）UPS電源廠家到廠，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)和故障歷史記錄，都正常，再次用廠家?guī)?lái)的錄波儀對(duì)A，B（高次諧波錄到51次）進(jìn)行輸入電源錄波，未見(jiàn)異常。

通過(guò)以上試驗(yàn)初步判斷UPS輸出質(zhì)量下降或UPS負(fù)荷中存在異常導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

機(jī)組停運(yùn)后進(jìn)行兩臺(tái)UPS 進(jìn)行交直流電容更換檢修工作：

B UPS：（1）檢測(cè)拆下交流電容值：主路3個(gè)分別為：1.43nF＼0.51nF＼0.52nF；旁路1個(gè)為：30.67uF

電容器銘牌：400V 50/69Hz，30uF（+10%，-5%），主路交流電容值明顯下降。

（2）更換B UPS交直流電容后送電，所有故障均消失，均恢復(fù)正常。

A UPS：2A UPS 電容器拆下來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)：主路3個(gè)分別為：1.4nF＼0.5nF＼0.99nF；旁路1個(gè)為：30.43uF，銘牌同B UPS。

對(duì)2A UPS電容和控制卡件更換完后，進(jìn)行空載和帶載切換試驗(yàn)，無(wú)異?，F(xiàn)象，DCS側(cè)錄波正常；

至此兩臺(tái)UPS均正常投入主路運(yùn)行，各故障信號(hào)全部恢復(fù)正常。

4.結(jié)論

UPS交流電容性能降低會(huì)產(chǎn)生諧波，該高頻諧波產(chǎn)生高頻能量對(duì)DCS、DEH系統(tǒng)電源產(chǎn)生干擾，引起部分信號(hào)的跳變和卡件故障報(bào)警。建議3-5年對(duì)UPS交流電容進(jìn)行一次更換，5-8年對(duì)UPS直流電容進(jìn)行一次更換，確保重要控制電源安全可靠。

作者簡(jiǎn)介：胡海將、男、1985年6月19日出生、2008年6月畢業(yè)于南京理工大學(xué)、現(xiàn)就職于江蘇國(guó)華陳家港發(fā)電有限公司、目前從事繼電保護(hù)檢修工